静磁场对糖尿病大鼠表皮创伤的抑制作用

孙 涛，罗二平，申广浩，汤 池，谢康宁，吴小明，刘 娟，郭 伟，景 达

0 引言

糖尿病是一种常见的代谢性疾病，通常由机体胰岛素分泌失调所致，表现为血糖浓度升高，目前已经成为一种危害人类健康的主要疾病。据统计，全世界约有3.47亿糖尿病患者[1]。糖尿病患者面临多种并发症困扰，包括肾功能衰竭、微血管和周围神经病变、视力下降甚至失明等。创伤愈合问题也是糖尿病的重要并发症之一，常引起难愈性溃疡，更甚者产生感染、坏疽，导致截肢[2－4]。有研究表明，约25%的糖尿病患者遭受着创伤愈合功能受损的痛苦，创伤愈合问题是导致糖尿病患者住院的最主要的并发症[5]。因此，如何加快糖尿病患者的创伤愈合速度，减轻患者的痛苦，成为临床医学的一大挑战。

诸多研究表明，静磁场辐射作为一种安全、无创且廉价的物理治疗方法，能够对肌肉和骨骼损伤、皮肤创伤和溃疡、神经损伤等各方面的组织修复产生积极的促进作用[6]。虽然静磁场对正常组织创伤的修复表现出诸多有益的效果，但糖尿病患者的组织与正常组织在结构和功能方面存在明显不同。静磁场对糖尿病患者创伤的促进作用及其相关的作用机制国内外仍鲜有报道。因此，本文通过对糖尿病大鼠的表皮创伤施加中等强度（180 mT）的静磁场刺激，探索评估180 mT静磁场对于糖尿病大鼠创伤愈合的治疗效果，为其临床应用提供科学的实验依据。

1 材料与方法

1.1 材料

48只3月龄雄性Sprage－Dawley大鼠，质量为（280±10.0）g，由第四军医大学动物中心提供，实验过程遵循国家卫生研究所发布的《实验动物管理和使用指南》的指导标准。链脲佐菌素（STZ），购于美国Sigma公司；水胶体敷料，购于丹麦康乐保公司；铷铁硼恒磁片，购于浙江格力特磁业公司；稳步型ONE TOUCH SureStep血糖测量仪，购于美国强生公司；数码照相机（型号EOS D6000），购于日本佳能公司；高斯计（Lakeshore 455型），购于美国Lake Shore公司。

1.2 糖尿病创伤模型的构建

随机抽取32只大鼠进行腹腔注射链脲佐菌素溶液（60 mg/kg）以诱发糖尿病。将相同剂量的柠檬酸溶液注射到剩余的16只大鼠作为对照组。72 h后，从大鼠尾尖取血，用血糖仪对大鼠的血糖浓度进行测量，血糖质量浓度大于300mg/dL被认为造模成功。

2周后，对所有大鼠腹腔注射戊巴比妥（65mg/kg）实施麻醉，背部剃毛，采用70%酒精消毒，使用无菌手术剪在大鼠的背部表皮构建直径1.5 cm的圆形全层创口，直达皮下，确保将表皮、皮下组织和肉膜完全切除。创口止血后，用水胶体敷料覆盖。大鼠分为3组，在糖尿病大鼠模型中随机取16只，用双面胶将静磁片N极对向水胶体固定，作为静磁场治疗组；剩余32只大鼠的水胶体上固定相同形状、质量的无磁片，其中16只患糖尿病大鼠为糖尿病创伤组，16只健康大鼠作为对照组。为避免交叉感染和相互损伤，大鼠单独饲养。水胶体每天更换1次，以防止创口和水胶体发生粘连。

1.3 静磁场辐射

实验中静磁片为磁感应强度相同的盘状铷铁硼磁片，直径2.5 cm，厚0.2 cm。用高斯计测定其空间磁感应强度的分布，磁感应强度在静磁片表面中央的一点最大（180 mT），沿水平和垂直方向逐渐递减。通过测量，磁感应强度在创伤组织表面由中心到外围，大小为179～115 mT，无磁片表面中心点最大的磁感应强度为0.1 mT，略高于地表磁场0.05 mT。

1.4 创伤区域测量

术后第5、12、19天，对大鼠的血糖浓度进行测定，用数码照相机对创面进行照相，拍照时镜头距目标点距离保持为10 cm。将透明薄膜覆盖在创口上，创口边缘由mark笔在透明薄膜上描印，编号留用。创伤区域分析和计算用计算机软件Matlab7.0完成。用于评估创伤愈合进程标准的创伤愈合率计算公式为：

其中，R为伤口愈合率，S（n）为第n天的伤口面积，S（0）为第0天的伤口面积。1 9 d后分别对2组剩余的4只大鼠进行总的愈合时间评估。

1.5 统计与分析

所有数据均以均值±标准差（x±s）表示。数据使用S P S S 1 0.0软件分析计算。运用F i s h e r最小显著差异法进行t检验确定任意2组之间差异的意义。创伤愈合率运用K-W非参数法分析，并运用N em e n y i检测法确认任意2组间差异的意义。P＜0.0 5为有统计学差异。

2 结果

2.1 大鼠血糖值的比较

各组大鼠在创伤手术后第0、5、1 2和1 9天所测的血糖结果如图1所示。在整个实验期间，通过腹腔注射链脲佐菌素诱发糖尿病的大鼠的血糖浓度明显升高（P＜0.0 1），但糖尿病创伤组和静磁场组的大鼠的血糖浓度无统计学差异。

图1 各组大鼠在不同时间的血糖浓度比较

2.2 大鼠创伤愈合率

各组大鼠的创伤愈合率见表1。糖尿病大鼠的软组织创伤愈合率在第5、1 2和1 9天分别为（1 9.2 8±4.6 7）%、（5 2.4 6±3.9 7）%和（7 7.5 9±8.4 6）%，均显著低于正常组大鼠（P<0.0 5）。磁场组大鼠的创伤愈合率在第 5、1 2和 1 9天分别为 （2 3.4 6±3.7 8）%、（5 8.4 2±5.3 4）%和（8 7.2 8±4.5 6）%，均显著高于糖尿病组（P<0.0 5）。

表1 各组大鼠不同时间的创伤愈合率比较（±s）%

表1 各组大鼠不同时间的创伤愈合率比较（±s）%

注：与对照组相比，*P<0.0 5；与糖尿病创伤组相比，#P<0.0 5

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2.3 大鼠总愈合时间

各组大鼠的创伤愈合时间如图2所示。糖尿病大鼠的软组织创伤愈合时间显著高于正常组大鼠（P<0.0 5），磁场组大鼠的创伤愈合时间显著低于糖尿病组（P<0.0 5）。

图2 各组大鼠的总愈合时间比较

3 讨论

恒磁治疗法已被诸多的实验和临床研究证实是一种十分有效的无创治疗手段，例如在骨折愈合、软组织损伤、失眠、慢性疼痛综合征等方面[7-9]，但静磁场对糖尿病患者创伤愈合方面的作用国内外鲜有研究报道。本文通过180 mT静磁场作用于糖尿病大鼠创伤，系统评估静磁场对糖尿病创伤的治疗作用。研究结果揭示，180 mT静磁场对糖尿病大鼠的创伤愈合具有良好的治疗作用，揭示了该强度下的静磁场在促进糖尿病患者的伤口愈合方面具有良好的临床应用前景。

创伤愈合过程分为炎症期、增生期和修复期，包括细胞迁移和增殖、细胞外基质沉着、血管发生以及组织重建，涉及到诸多细胞（如纤维母细胞、血管内皮细胞、角质细胞、炎性细胞）、细胞外间质和细胞因子的相互协同和作用[10-11]。糖尿病状态能够破坏组织修复的进程，并损害血管和胶原生成的正常过程，导致创伤愈合的延迟。本研究表明，在整个实验过程中，糖尿病大鼠的创伤愈合速度与对照组相比明显减慢，但在创伤愈合率以及总愈合时间上，糖尿病创伤组和静磁场组之间表现出统计学的差异，揭示了180 mT静磁场辐射能够明显加快创伤修复、改变糖尿病大鼠创伤愈合的过程。

研究证明，中等强度的静磁场（毫特斯拉级别）对于机体的积极作用最为明显[12-13]，包括心血管系统、神经系统、肌肉与骨骼系统和肿瘤。课题组先前的研究证实，180 mT静磁场辐射能够明显加速创伤愈合并减轻疼痛，相关的医疗产品已经应用于临床（专利号：ZL 0420041486.5 和 ZL 0410025842.9），而本文进一步探索静磁场对于糖尿病大鼠创伤的治疗效果。实验和临床研究表明，中等强度静磁场辐射能够加速正常的创伤愈合，Man等[14]的临床研究发现15～40 mT梯度静磁场辐射能加速创伤愈合，Bertolino等[15]和Henry等[9]的研究结果揭示160 mT和230 mT的静磁场作用均能够加速大鼠的创伤愈合。

顺畅的血流供应同样在组织创伤的修复中发挥着重要的作用，充足的氧气和微循环供应能够为组织的修复进程提供充足的营养物质[16]。而机体在患糖尿病状态下，会发生显著的血管功能紊乱，从而导致创伤愈合过程的损害和延迟[17-18]。180 mT静磁场在糖尿病患者的创伤修复作用的确切原理仍有待研究，但一些研究证明，在180 mT梯度静磁场刺激下动物的皮肤微循环和血液动力学方面有所改变[19-20]。所以，糖尿病患者的创伤在180 mT静磁场辐照下血液循环方面的功能改善可能是本文结果的最好诠释。

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